2. Промышленные компьютеры

Первые энтузиасты применения персональных компьютеров в промышленности брали за основу материнские платы обычных офисных компьютеров и помещали их в специальные корпуса. С течением времени, однако, выработались вполне определенные характерные черты, которыми отличаются современные компьютеры для промышленного использования. За ними закрепилось название промышленных компьютеров.

Такие компьютеры имеют повышенную надежность, предназначены для круглосуточной работы в условиях сильных помех, запыленности, больших перепадов температуры, вибрации и других неблагоприятных факторов. К таким факторам также относят низкий уровень подготовки персонала, ведь человек, работающий, например, на поточной линии, не готовился как специалист по вычислительной технике.

Как правило, вместо стандартной материнской платы в промышленном компьютере применяется пассивная объединительная панель, в один из слотов которой вставляется процессорная плата. Для обеспечения связи с различными датчиками, исполнительными устройствами и каналами коммуникации может потребоваться большое количество плат расширения, поэтому допустимое число таких плат в промышленных персональных компьютерах достигает 12 - 14 и больше, в отличие от максимального 6 - 8 в офисных моделях.

Иногда применяют секционированные панели, которые позволяют компоновать несколько независимых компьютеров в одном корпусе. Применение пассивной панели существенно сокращает время ремонта, а соответственно и время простоя технологического оборудования. Замена любой платы, в том числе процессорной, не превышает 5 - 10 минут. Кто хотя бы один раз менял материнскую плату в стандартном персональном компьютере, согласится, что это хорошее время.

Промышленные компьютеры имеют упрочненные металлические корпуса, как правило, предназначенные для монтажа в стандартные стойки. Во многих системах применяются специальные средства для обеспечения повышенной виброустойчивости. Часто доступ к накопителям (НГМД, CD ROM) закрыт специальной дверцей с замком для предохранения от загрязнений и несанкционированного доступа.

Обычно промышленные компьютеры снабжены источником питания большой мощности и имеют развитую систему воздушного охлаждения со сменными пылеулавливающими фильтрами и положительным внутренним давлением очищенного воздуха. Некоторые фирмы для особо ответственных приложений выпускают отказоустойчивые компьютеры с дублированием важнейших узлов и способностью их замены во время работы.

Как известно, существует несколько направлений (платформ) развития современных персональных компьютеров, однако в области создания промышленных компьютеров ведущим направлением является применение архитектуры IBM PC. Это определяется несколькими причинами.

Во-первых, IBM-совместимые компьютеры в настоящее время количественно лидируют на рынке персональных компьютеров и сейчас есть практически в любой фирме на каждом столе. Наличие большого количества независимых поставщиков соответствующих аппаратных средств и специализированных микросхем, ожесточенная конкуренция между ними ведут к постоянному снижению цен и повышению технико-экономических показателей. Как следствие, для разработки вы имеете дешевую и хорошо знакомую платформу.

Во вторых, существует огромный задел программного обеспечения, в том числе в области систем реального времени.

И в третьих, существует большое количество высококвалифицированных специалистов по архитектуре и программированию IBM PC.

На нашем рынке производители промышленных компьютеров представлены достаточно большим числом фирм. Среди самых известных можно назвать такие, как Advantech, ICP, Intecolor, Texas Micro и другие.

В зависимости от сферы применения промышленные компьютеры выпускаются в самом различном исполнении. Некоторые из них по внешнему виду отдаленно напоминают офисные компьютеры. Примером таковых могут являться промышленные компьютеры фирмы ICOS из серии ROBO. Однако, от офисных компьютеров их отличает прочный стальной корпус, виброустойчивое крепление процессорной платы, плат расширения и накопителей, эффективная система вентиляции, защита от пыли, большое число слотов расширения, наличие сторожевого таймера, возможность эксплуатации от 0 до 60 ⁰ С. Конструктивно они могут встраиваться в стойку шкафов с электрооборудованием (рис. 1.1) или иметь щитовое исполнение (рис. 1.2).

Р и с. 1.1. Промышленный компьютер фирмы ICOS из серии ROBO для встраивания в шкаф

Р и с. 1.2. Промышленный компьютер фирмы ICOS из серии ROBO в щитовом исполнении

На рис. 1.3 показан пример другого конструктивного исполнения компьютера для встраивания его в шкаф с прочим оборудованием – промышленный компьютер LKM 9268 фирмы ICP Electronic. Он устанавливается на выдвижную панель. Жидкокристаллический дисплей может складываться. Компьютер выдвигается из шкафа только на время работы с ним.

Р и с. 1.3. Промышленный компьютер LKM 9268 фирмы ICP Electronic

Получили распространение так называемые индустриальные рабочие станции (Industrial Workstation), которые характеризуются тем, что для повышения конструктивной надежности все узлы компьютера (центральный процессорный модуль, дисплей, клавиатура, накопители и т. д.) монтируются в одном корпусе. Их выпускают различные фирмы. На рис. 1.4 в качестве примера показана рабочая станция WS-843 фирмы ICP Electronic, выполненная в виде плоской панели.

Известным производителем промышленных компьютеров, в том числе и рабочих станций, является фирма Advantach. Ее промышленные станции характеризуются широким спектром вариантов по производительности, выпускаются с диагоналями дисплеев 10, 12 и 15 дюймов, имеют от 4 до 14 слотов расширения PCI/ISA, многофункциональную мембранную клавиатуру, прочную лицевую панель (IP65), выпускаются варианты и с сенсорным экраном.

Р и с. 1.4. Рабочая станция в панельном исполнении WS-843 фирмы ICP Electronic

Отдельного разговора заслуживают специальные защищенные и упрочненные компьютеры для мобильных пприменений – промышленные ноутбуки. В промышленности они используются в основном как переносные системы отладки и проверки работоспособности оборудования, программаторы и т. д.

Р и с. 1.5. Специальный ноутбук для работы в полевых условиях

На рис. 1.5. показан пример такого компьютера фирмы Getac, который может работать как в условиях пыльной бури, так и в условиях морского шторма. Несмотря на внешнее сходство с обыкновенным ноутбуком, он имеет ряд уникальных характеристик, таких как пыле и водонепроницаемый металлический корпус, вибро- и ударопрочность в соответствии с военными стандартами, рабочий диапазон температур от -20 °С до +50 °С и т. п.